CN103887608A - 天线控制方法及天线装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种天线控制方法及天线装置。该天线控制方法用以控制天线，其中天线可在讯号区域中旋转并指向扫描区间，且天线控制方法包含下列步骤：(a)量测一初始扫描区间内的环境识别数据并判断环境识别数据是否符合操作识别数据；(b)当环境识别数据符合操作识别数据，量测环境评估讯号，其中环境评估讯号对应环境识别数据；(c)比对环境评估讯号与操作评估讯号的大小，其中操作识别数据对应操作评估讯号；以及(d)若环境评估讯号不小于操作评估讯号，维持天线于初始扫描区间并记录环境评估讯号。

Description

天线控制方法及天线装置

技术领域

本发明涉及一种天线控制方法及天线装置；具体而言，本发明涉及一种能够减少驱动频率并提高使用寿命的天线控制方法及天线装置。

背景技术

在现行生活中，网络无远弗届，尤其无线网络更改变人们的生活习惯，大幅扩张信息的传递范围。一般而言，有线网络可通过连接现有的无线基站(Access Point，AP)发送无线网络讯号，且电子装置接收无线网络讯号。

在实际应用中，现有的无线基站具有天线并使用天线发送无线网络讯号。需说明的是，现有无线基站具有手动天线无线基站、旋转天线无线基站或其他类型无线基站。举例而言，旋转天线无线基站通过驱动器旋转天线，进而确认天线指向在哪个方位较佳传送及接收讯号于用户装置。

然而，由于现有无线基站检测讯号位置的频率非常高，天线常常需要旋转，使得驱动器及天线的使用率随之提高。换言之，现有无线基站为要得到天线的最佳量测指向，却缺乏旋转天线或停止旋转天线的判断机制，使得现有无线基站常常旋转天线。在实际情况中，频繁驱动天线不但严重缩短天线及驱动器的使用寿命，且无法提供稳定的量测品质。

综合上述诸多因素，如何设计能减少旋转频率并提升操作品质的天线装置，为现今一大课题。

发明内容

有鉴于上述现有技术的问题，本发明提出一种具稳定操作效率并能简化操作流程的天线控制方法及天线装置。

于一方面，本发明提供一种比对参数的天线控制方法，以减少天线旋转次数。

于另一方面，本发明提供一种具有讯号数据库的天线装置，以改善量测效率。

于另一方面，本发明提供一种判断讯号大小的天线控制方法，以提升装置使用寿命。

本发明的一方面提供一种天线控制方法，用以控制天线，其中天线位于扫描区间并可在讯号区域中旋转，且天线控制方法包含下列步骤：(a)量测初始扫描区间内的环境识别数据并判断环境识别数据是否符合操作识别数据；(b)当环境识别数据符合操作识别数据，量测环境评估讯号，其中环境评估讯号对应环境识别数据；(c)比对环境评估讯号与操作评估讯号的大小，其中操作识别数据对应操作评估讯号；以及(d)若环境评估讯号不小于操作评估讯号，维持天线于初始扫描区间并记录环境评估讯号。

本发明的另一方面提供一种天线装置，设置于讯号区域，且天线装置包含讯号数据库、天线及比对模块。在一实施例中，讯号数据库储存操作识别数据及操作评估讯号，其中操作识别数据对应操作评估讯号。天线连接讯号数据库，其中天线位于扫描区间并量测初始扫描区间内的环境识别数据及环境评估讯号，且环境识别数据对应环境评估讯号。此外，比对模块连接讯号数据库并判断环境识别数据是否符合操作识别数据，其中当环境识别数据符合操作识别数据时，比对模块比对操作评估讯号与环境评估讯号的大小；若环境评估讯号不小于操作评估讯号，则天线维持于初始扫描区间，且讯号数据库记录环境评估讯号。

相较于现有技术，根据本发明的天线控制方法及天线装置藉由比对环境评估讯号与操作评估讯号的大小以决定是否旋转天线，进而减少天线旋转次数。在实际情况中，当环境评估讯号不小于操作评估讯号，天线控制方法及天线装置维持天线于初始扫描区间。换言之，天线控制方法及天线装置是使用一种判断驱动机制，以达到提高使用寿命的功效。

关于本发明的优点与精神可以藉由以下的发明详述及附图得到进一步的了解。

附图说明

图1为本发明的天线控制方法的实施例流程图；

图2为本发明的天线控制方法的实施例流程图；

图3为本发明的天线装置的实施例示意图；以及

图4为本发明的天线控制方法的实施例流程图。

附图符号说明

10：电子装置

100：天线

200：讯号数据库

300：旋转驱动模块

400：比对模块

800：天线装置

2010：延伸线

2020：延伸线

步骤S110~S180

具体实施方式

根据本发明的一具体实施例，提供一种天线控制方法，能改善天线装置的操作效率。于此实施例中，天线控制方法用以控制天线装置的天线，其中天线可在讯号区域中旋转并指向讯号区域中的扫描区间。需说明的是，讯号区域包含一平面的360°全周角区域，且天线可以在讯号区域中旋转并指向任一扫描区间。在其他实施例中，讯号区域可以是数个平面或是小于360°的角度区域，其中角度区域的角度可以为90°、180°或270°，并无特定的限制。

请参照图1，图1为本发明的天线控制方法的实施例流程图。如图1所示，天线控制方法执行步骤S130，量测初始扫描区间内的环境识别数据；步骤S140，判断环境识别数据是否符合操作识别数据；步骤S150，量测环境评估讯号。需说明的是，环境评估讯号对应环境识别数据；步骤S160，比对环境评估讯号是否不小于操作评估讯号；以及步骤S170，维持天线于初始扫描区间并记录环境评估讯号。在此实施例中，天线控制方法依序藉由量测并判断识别数据、量测并比对评估讯号，进而确认天线的指向。

接下来，本发明还藉由图2进一步详细说明本发明的技术内容及实际功效。

请参照图2，图2为本发明的天线控制方法的实施例流程图。如图2所示，天线控制方法首先执行步骤S110，确认讯号数据库是否具有操作识别数据及操作评估讯号。举例而言，可如图3所示，图3为本发明的天线装置的实施例示意图，其中天线装置800包含天线100、讯号数据库200、旋转驱动模块300及比对模块400，其中比对模块400连接讯号数据库200，且天线100连接讯号数据库200。需说明的是，天线装置800为天线控制方法的一种应用实施例，天线控制方法的应用并不局限于本实施例中的天线装置800，且可应用于其他类型的旋转式天线装置。在其他实施例(图未示)中，天线装置具有数根天线，且天线装置使用这些天线作多个指向的量测。此外，天线装置800可以是无线通讯基地装置，但不以此为限。

此外，讯号数据库200储存操作识别数据及操作评估讯号，其中操作识别数据对应操作评估讯号。需说明的是，操作识别数据及操作评估讯号较佳为天线装置800于首次或上一次所量测的数据。换句话说，初次启动天线装置800时，天线装置800的讯号数据库并未具有任何数据，需藉由天线100于讯号区域量测以取得讯号区域中电子装置的识别数据及评估讯号。在实际应用中，操作识别数据为装置的识别信息，可以是识别码(Cell ID)，但不以此为限。

在实际情况中，操作评估讯号选自参考讯号接收功率(Reference SignalReceiving Power,RSRP)、参考讯号接收品质(Reference Signal ReceivingQuality,RSRQ)、讯号与干扰加信噪比（Signal to Interference plus Noise Ratio,SINR）或接收讯号强度指数(Receiving Signal Strength Indication,RSSI)中的至少其一。

接着，若讯号数据库200具有操作识别数据及操作评估讯号，则天线控制方法执行步骤S120，读取操作识别数据。举例而言，天线装置800使用讯号数据库300读取操作识别数据。在实际情况中，操作识别数据及操作评估讯号对应于特定装置，且天线装置800使用讯号数据库200储存该特定装置的数据。

如图2所示，天线控制方法执行步骤S130，量测初始扫描区间内的环境识别数据。举例而言，可如图3所示，天线装置800使用天线100量测环境识别数据。需说明的是，环境识别数据可以是位于讯号区域中电子装置10的识别数据。在此实施例中，电子装置10设置于讯号区域中，且位于延伸线2010与延伸线2020之间，其中延伸线2010与延伸线2020所夹区域即为数个扫描区间其中之一，即为初始扫描区间。换句话说，其他延伸线(图未示)之间所夹区域分别为其余扫描区间，且天线装置800可将讯号区域定义出数个扫描区间。

在实际情况中，电子装置10位于延伸线2010与延伸线2020之间的初始扫描区间。需说明的是，延伸线2010与延伸线2020的夹角为45°，但不以此为限。换言之，各扫描区间于讯号区域中具有45°的夹角。进一步而论，天线控制方法可依实际需求定义各扫描区间的夹角为5°、10°、15°或30°，并无特定的限制。在其他实施例中，天线控制方法还可定义扫描区间为自一基线展开的特定角度，其中特定角度可以是自1°起始并以1°依序递增的角度值，直至360°。

在此实施例中，环境识别数据为识别码(Cell ID)，与操作识别数据为同种类数据。天线装置800使用天线100量测电子装置10的环境识别数据以撷取电子装置10的识别信息。

接着，天线控制方法执行步骤S140，判断环境识别数据是否符合操作识别数据。举例而言，如图3所示，比对模块400判断环境识别数据是否符合操作识别数据。换言之，天线装置800使用比对模块400确认环境识别数据与操作识别数据是否为相同识别数据。在实际情况中，比对模块400通过比对环境识别数据与操作识别数据，进而判断天线装置800是否具有电子装置10的识别数据及讯号数据。

当环境识别数据符合操作识别数据，则确认天线装置800具有电子装置10的识别数据及讯号数据。接着，天线控制方法执行步骤S150，量测环境评估讯号。需说明的是，环境评估讯号对应环境识别数据。进一步而论，电子装置10具有环境识别数据，且天线装置800需要量测电子装置10的环境评估讯号。在此实施例中，天线100量测环境评估讯号，其中环境评估讯号对应环境识别数据。需说明的是，天线100位于原本的扫描区间(即延伸线2010与延伸线2020之间的初始扫描区间)并量测电子装置10的环境评估讯号，并未旋转天线100作全域量测。

此外，环境评估讯号选自参考讯号接收功率(RSRP)、参考讯号接收品质(RSRQ)、讯号与干扰加信噪比（SINR）或接收讯号强度指数(RSSI)中的至少其一。

接着，天线控制方法执行步骤S160，比对环境评估讯号是否不小于操作评估讯号。需说明的是，操作识别数据对应操作评估讯号，且步骤S160比对环境评估讯号与操作评估讯号的大小以判断是否需要旋转天线。举例而言，操作评估讯号储存于天线装置800的讯号数据库200，且讯号数据库200传送操作评估讯号至比对模块400。此外，比对模块400比对操作评估讯号与环境评估讯号的大小，其中操作评估讯号与环境评估讯号种类相同。换言之，操作评估讯号与环境评估讯号可以同样是参考讯号接收功率，以利比对模块400进行比对。进一步而论，天线装置800藉由比对模块400比对操作评估讯号与环境评估讯号的大小以确认天线于现在的扫描区间是否具有良好的收讯效果。

在其他实施例中，天线控制方法可选取数个评估讯号类型以进行比对。需说明的是，天线控制方法对于上述这些类型的评估讯号做判断的优先次序可以是：参考讯号接收功率、参考讯号接收品质、讯号与干扰加信噪比、接收讯号强度指数，但不以此为限。在实际情况中，天线控制方法可选择性使用参考讯号接收功率及接收讯号强度讯号进行比对。若环境评估讯号的参考讯号接收功率比操作评估讯号的参考讯号接收功率大，而环境评估讯号的接收讯号强度指数比操作评估讯号的接收讯号强度指数小。相对于接收讯号强度指数，参考讯号接收功率的次序较为优先，则天线控制方法仍判断环境评估讯号大于操作评估讯号。

如图2所示，若环境评估讯号不小于操作评估讯号，则天线控制方法执行步骤S170，维持天线于初始扫描区间并记录环境评估讯号。举例而言，如图3所示，若环境评估讯号不小于操作评估讯号，则表示天线100可在目前的扫描区间(初始扫描区间)得到良好的收讯效果，不必要旋转天线100，使得天线100维持于原本的扫描区间(初始扫描区间)。此外，讯号数据库200记录并储存环境评估讯号。

举例而言，可如图3所示，天线100量测20笔环境评估讯号，分别为-110、-112、-111、-112、-112、-111、-112、-112、-113、-113、-114、-113、-115、-116、-115、-111、-111、-111、-160、-110(dB)，且比对模块400计算这些环境评估讯号的平均值及标准差分别为-114.7dB及10.8dB。在实际情况中，比对模块400优先删除大于平均值与标准差的总和的环境评估讯号值，其中总和为-125.8dB，故比对模块400删除-160dB的值。接着，比对模块400重新计算其余19笔环境评估讯号的平均值为-112.3dB。若-112.3dB不小于操作评估讯号，则旋转驱动模块300维持天线100于初始扫描区间，且讯号数据库200记录环境评估讯号为-112.3dB。

如图2所示，天线控制方法还执行步骤S180，更新操作评估讯号的值为环境评估讯号的值。具体而论，由于环境评估讯号不小于操作评估讯号，故环境评估讯号可能等于或大于操作评估讯号，则讯号数据库200储存环境评估讯号为操作评估讯号，以确保数据更新程度。举例而言，若操作评估讯号为-70dB，环境评估讯号为-69dB，其中环境评估讯号大于操作评估讯号。讯号数据库200更新操作评估讯号为环境评估讯号，使得最新的评估讯号为-69dB。需说明的是，当讯号数据库200储存空间足够时，是以「储存」的方式更新操作评估讯号。然而，当讯号数据库200储存空间不足时，则以「取代」的方式更新操作评估讯号。在实际情况中，讯号数据库200优先取代最旧的操作评估讯号(及储存时间较早的数据)。

进一步而论，根据本发明的天线控制方法是通过讯号数据库200储存操作识别数据及操作评估讯号，并使用比对模块400比对操作识别数据与环境识别数据，进而识别电子装置10。此外，天线控制方法还通过比对操作评估讯号及环境评估讯号以判断是否旋转天线100。换言之，天线装置800可以藉由天线控制方法先行比对识别数据及评估讯号，进而决定是否旋转天线100。在实际情况中，电子装置10可以是基站(Base Station)，故天线控制方法可避免常常旋转天线并降低天线100的旋转频率，进而延长天线装置800的使命寿命。

此外，在其他实施例中，天线控制方法还包含定时执行的步骤。举例而言，天线控制方法可执行定时量测环境识别数据及定时比对数据的至少其一。在实际情况中，天线控制方法可定时检查目前的扫描区间是否为收讯最佳的扫描区间，进而决定是否旋转天线。

此外，请参照图4，其中图4为本发明的天线控制方法的实施例流程图。如图2及图4所示，当天线控制方法于步骤S110确认讯号数据库并未具有操作识别数据及操作评估讯号，则天线控制方法执行步骤S111，旋转天线及量测讯号区域中全部的环境识别数据及全部的环境评估讯号，其中每一环境评估讯号对应每一环境识别数据。举例而言，可如图3所示，旋转驱动模块300连接天线100并驱动天线100于讯号区域中旋转。在实际应用中，旋转驱动模块300可以是机械马达、电动马达、步进马达(stepper motor)或其他驱动器，不以此为限。在此实施例中，旋转驱动模块300为步进马达，能够以2040步(step)完成360°全周角区域。如图3所示，天线装置800使用天线100量测电子装置10的环境识别数据以确认电子装置10的装置识别码。

此外，在实际情况中，天线100量测讯号区域中全部的环境识别数据及全部的环境评估讯号，其中全部的环境识别数据包含步骤S130中的环境识别数据，且全部的环境评估讯号包含步骤S150中的环境评估讯号。进一步而论，天线100是通过步骤S111~步骤S114执行全域量测。

此外，天线控制方法执行步骤S112，自量测到的全部环境评估讯号选择具最大值者为强环境评估讯号，且强环境评估讯号落入于强讯扫描区间。举例而言，可如图3所示，当天线100完成量测全部环境评估讯号后。若天线100在延伸线2010与延伸线2020之间的扫描区间所量测的环境评估讯号为最大值，则选择具最大值者为强环境评估讯号，并定义强环境评估讯号落入的扫描区间为强讯扫描区间。换言之，天线装置800选定延伸线2010与延伸线2020之间的扫描区间为强讯扫描区间。

在实际情况中，天线控制方法还执行步骤S113，旋转天线并维持天线于强讯扫描区间。举例而言，可如图3所示，旋转驱动模块300旋转天线100并维持天线100于强讯扫描区间。在此实施例中，强讯扫描区间为延伸线2010与延伸线2020之间的扫描区间。

接着，天线控制方法执行步骤S114，分别记录环境识别数据及强环境评估讯号为操作识别数据及操作评估讯号。举例而言，讯号数据库200可分别记录环境识别数据及环境评估讯号为操作识别数据及操作评估讯号。

此外，如图2及图4所示，当天线控制方法于步骤S140判断环境识别数据并未符合操作识别数据，则天线控制方法执行步骤S111，旋转天线及量测讯号区域中全部的环境识别数据及全部的环境评估讯号，其中每一环境识别数据对应每一环境识别数据。举例而论，比对模块400判断环境识别数据未符合操作识别数据，进而判断在讯号区域中有其他电子装置，且讯号数据库未存有该电子装置的识别数据。

此外，在讯号区域中可能有一个或多个电子装置，且天线装置800需要重新量测以储存识别数据及评估讯号。在实际情况中，天线装置800驱动天线100旋转并执行全域量测。需说明的是，若在讯号区域中有数个电子装置，则天线控制方法根据步骤S112中选定境评估讯号具最大值者为强环境评估讯号，并于步骤S113中将天线100旋转至强讯号扫描区间。此外，天线控制方法于步骤S114中记录对应强环境评估讯号的环境识别数据为操作识别数据。至于步骤S111~步骤S114的详细说明，已于前文说明，在此不加以赘述。

除此之外，如图2及图4所示，当天线控制方法于步骤S160确认环境评估讯号小于操作评估讯号，则天线控制方法执行步骤S111~步骤S114。举例而言，比对模块400判断环境评估讯号小于操作评估讯号，且判断天线100指向的初始扫描区间并未得到最佳的收讯效果，进而确认需重新作全域量测。至于这些步骤内容已于前文说明，在此不加以赘述。

相较于现有技术，根据本发明的天线控制方法及天线装置藉由比对环境评估讯号与操作评估讯号的大小以决定是否旋转天线，进而减少天线旋转次数。在实际情况中，当环境评估讯号不小于操作评估讯号，天线控制方法及天线装置维持天线于初始扫描区间。换言之，天线控制方法及天线装置使用一种判断驱动机制，避免时常旋转天线，以达到提高使用寿命的功效。

藉由以上较佳具体实施例的详述，是希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所揭示的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的专利范围的范畴内。

Claims (10)

1.一种天线控制方法，用以控制一天线，其中该天线可在一讯号区域中旋转并指向该讯号区域中的一扫描区间，且该天线控制方法包含下列步骤：

(a)量测一初始扫描区间内的一环境识别数据并判断该环境识别数据是否符合一操作识别数据；

(b)当该环境识别数据符合该操作识别数据，量测一环境评估讯号，其中该环境评估讯号对应该环境识别数据；

(c)比对该环境评估讯号与一操作评估讯号的大小，其中该操作识别数据对应该操作评估讯号；以及

(d)若该环境评估讯号不小于该操作评估讯号，维持该天线于该初始扫描区间并记录该环境评估讯号。

2.如权利要求1所述的天线控制方法，于步骤(a)前进一步包含：

(a1)确认一讯号数据库是否具有该操作识别数据及该操作评估讯号；

(a2)若该讯号数据库具有该操作识别数据及该操作评估讯号，读取该操作识别数据。

3.如权利要求2所述的天线控制方法，于步骤(a1)后进一步包含：

若该讯号数据库并未具有该操作识别数据及该操作评估讯号，旋转该天线及量测该讯号区域中全部的环境识别数据及全部的环境评估讯号，其中每一该环境评估讯号对应每一该环境识别数据；

自量测到的全部该环境评估讯号中选择具最大值者为一强环境评估讯号，且该强环境评估讯号落入于一强讯扫描区间；

旋转该天线并维持该天线于该强讯扫描区间；以及

分别记录该环境识别数据及该强环境评估讯号为该操作识别数据及该操作评估讯号。

4.如权利要求1所述的天线控制方法，其中步骤(a)后进一步包含：

当该环境识别数据并未符合该操作识别数据，旋转该天线及量测该讯号区域中全部的环境识别数据及全部的环境评估讯号，其中每一该环境评估讯号对应每一该环境识别数据；

自量测到的全部该环境评估讯号中选择具最大值者为一强环境评估讯号，且该强环境评估讯号落入于一强讯扫描区间；

旋转该天线并维持该天线于该强讯扫描区间；以及

分别记录该环境识别数据及该强环境评估讯号为该操作识别数据及该操作评估讯号。

5.如权利要求1所述的天线控制方法，于步骤(c)后进一步包含：

若该环境评估讯号小于该操作评估讯号，旋转该天线及量测该讯号区域中全部的环境识别数据及全部的环境评估讯号，其中每一该环境评估讯号对应每一该环境识别数据；

自量测到的全部该环境评估讯号中选择具最大值者为一强环境评估讯号，且该强环境评估讯号落入于一强讯扫描区间；

旋转该天线并维持该天线于该强讯扫描区间；以及

分别记录该环境识别数据及该强环境评估讯号为该操作识别数据及该操作评估讯号。

6.如权利要求1所述的天线控制方法，其中步骤(d)进一步包含：

更新该操作评估讯号的值为该环境评估讯号的值。

7.如权利要求1所述的天线控制方法，其中该操作评估讯号及该环境评估讯号选自一参考讯号接收功率、一参考讯号接收品质、一讯号与干扰加信噪比或一接收讯号强度指数中的至少其一。

8.如权利要求1所述的天线控制方法，其中该讯号区域包含一平面的360°全周角区域。

9.一种天线装置，设置于一讯号区域，包含：

一讯号数据库，储存一操作识别数据及一操作评估讯号，其中该操作识别数据对应该操作评估讯号；

一天线，连接该讯号数据库，其中该天线位于一扫描区间并量测一初始扫描区间内的一环境识别数据及一环境评估讯号，且该环境识别数据对应该环境评估讯号；以及

一比对模块，连接该讯号数据库并判断该环境识别数据是否符合该操作识别数据，其中当该环境识别数据符合该操作识别数据时，该比对模块比对该操作评估讯号与该环境评估讯号的大小；若该环境评估讯号不小于该操作评估讯号，则该天线维持于该初始扫描区间，且该讯号数据库记录该环境评估讯号。

10.如权利要求9所述的天线装置，进一步包含：

一旋转驱动模块，连接该天线并驱动该天线于该讯号区域中旋转，其中该旋转驱动模块以如权利要求1至8中任一权利要求所述的天线控制方法控制该天线。

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